(57)【要約】【課題】  ＬＥＤのオンオフ時に長くかかっていた点灯および消灯時間を短くしたＬＥＤ光源を実現する。【解決手段】  ＬＥＤ光源からの光を撮像素子に照射するＬＥＤ光源装置であって、前記ＬＥＤのオンオフを行うスイッチと、このスイッチと前記ＬＥＤを接続するケーブルとして同軸ケーブルを用いると共に、この同軸ケーブルに生じる寄生容量を相殺する手段を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源からの光を撮像素子に照射するＬＥＤ光源装置において、前記ＬＥＤのオンオフを行うスイッチと、このスイッチと前記ＬＥＤを接続するケーブルを具備し、前記ケーブルとして同軸ケーブルを用いると共に、この同軸ケーブルに生じる寄生容量を相殺する手段を設けたことを特徴とするＬＥＤ光源装置。    
【請求項２】
前記同軸ケーブルに生じる寄生容量を相殺する手段として、同軸ケーブルのガード電位がＬＥＤのカソード電位になるように構成したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源装置。    
【請求項３】
ＬＥＤ光源からの光を撮像素子に照射するＬＥＤ光源装置において、前記ＬＥＤのオフ時には、前記ＬＥＤに逆電圧を印加する逆電圧印加手段を設けたことを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤに印加する逆電圧はＬＥＤ１０の逆電圧（絶対最大定格）以下であることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の検査に用いられるＬＥＤ光源装置に関し、詳しくはＬＥＤの駆動を制御するＬＥＤ駆動制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤセンサやＣＭＯＳなどの固体撮像素子の検査は、前工程と後工程の２段階に分けて測定されるのが一般的で、そのうち前工程ではウェハー状態で検査され、良品として選別された素子は続く後工程で電子部品として実装が可能な形態にパッケージングされる。      
【０００３】
図３は前述の前工程で行われるウェハー状態での検査におけるＬＥＤの制御回路である。図３において、ＬＥＤ１０のアノードは電源Ｖ１（例えば１０ｖ）に接続され、カソードはケーブル１６を介してＭＯＳＦＥＴ１１のドレイン端子に接続されている。
レンジ設定スイッチ１５はＬＥＤの駆動電流を設定するもので、一端がＭＯＳＦＥＴ１１のソース端子に接続され他端はグランドに接続されており、例えばａのスイッチは３．３Ω,ｂのスイッチは３．３×１０Ω，ｃのスイッチは３．３×１００Ω，ｄのスイッチは３．３×１０００Ω，ｅのスイッチは３．３×１００００Ωのように所定の倍率に設定されている。
【０００４】
ＯＰアンプ１２の非反転入力端子にはＤＡコンバータ１３の出力端子及びスイッチ１４の一端が接続されており、スイッチ１４の他端は抵抗１７を介して接地されている。ＯＰアンプ１２の反転入力端子はＭＯＳＦＥＴ１１のソース端子およびレンジ設定スイッチ１５に接続され、出力端子はＭＯＳＦＥＴ１１のゲート端子に接続されている。制御装置１の出力端子はＤＡコンバータ１３の入力端子に接続されている。なお図示はしていないが、スイッチ１４及びレンジ設定スイッチ１５のオンオフは制御装置１により行われる。
【０００５】
次に図３に示すＬＥＤ光源の動作について説明する。
ＬＥＤ１０に流れる電流は制御装置１に接続されたＤＡコンバータ１３の出力に応じて制御され、ＬＥＤ１０に流れる電流のレンジは制御装置１から指示されるレンジ設定スイッチ１５の選択により設定される。スイッチ１４はＬＥＤ１０が点灯しない初期段階ではオンとなっている。
【０００６】
次に、ＬＥＤ１０を点灯させるためにＤＡコンバータ１３の出力がＯＰアンプ１２の非反転入力端子に入力され、ＭＯＳＦＥＴ１１のゲート端子がオンになると電源Ｖ１からＬＥＤ１０に電流が流れる。この電流の大きさはレンジ設定スイッチ１５とＤＡコンバータ１３の出力により決定される。例えばＤＡコンバータ１３の出力は０〜４Ｖ程度なので仮に３．３Ｖの出力であったとするとＡで示す接続点（ソース端子）の電圧も３．３Ｖとなる。そして、レンジ設定スイッチ１５のａのスイッチがＯＮであれば抵抗値は３．３Ωなので配線抵抗を無視すればＬＥＤ１０に流れる電流は１Ａとなり、ｅのスイッチがオンであれば１００μＡとなる。
【０００７】
ＬＥＤ１０の光の強さは流れる電流の大きさにより決定されるのでスイッチａがオンしている場合とスイッチｅがオンしている場合では光の強さに１０４倍の違いがあることとなる。
【０００８】
なお、制御装置１からの制御信号はＤＡコンバータ１３を介してＯＰアンプ１２の非反転入力端子に入力されるが、ＤＡコンバータ１３を介するとＤＡコンバータ１３が有するインピーダンスなどによる信号伝達の遅れからＬＥＤ１０のオンオフに遅れを生じる。この遅れは本発明が適用されるＣＣＤなどの検査においては障害となる。
【０００９】
従って、制御装置は直接スイッチ１４にオフ信号を送ってこれをオンすることにより遅れの発生を回避する。
なお、ＣＣＤの検査に関する先行技術としては例えば下記の特許文献１，２に示されたものがある。
【００１０】
【特許文献１】特開平０２−９０６４５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１４０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、先にも述べたようにＬＥＤ１０をＣＣＤの検査装置の光源として使用する場合、特にＬＥＤに流れる電流が微小電流（例えば１００ｍＡ以下）の場合、ＬＥＤのオンオフ時にケーブル１６に寄生している容量（一点差線で囲ったＣ部参照）の関係で、オン時間（ＬＥＤ１０が設定された照度に到達するまでの時間）又はオフ時間（ＬＥＤ１０が消灯するまでの時間）が長くかかるという問題があった。
【００１２】
ＬＥＤのオンオフ時間はＣＣＤの検査において、重要な項目の一つで、この時間が長いと正確な検査が困難になる。
従って本発明は、ＬＥＤのオンオフ時に長くかかっていた点灯および消灯時間を短くしたＬＥＤ光源を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を達成するために、本発明のＬＥＤ光源装置は請求項１においては、  ＬＥＤ光源からの光を撮像素子に照射するＬＥＤ光源装置において、前記ＬＥＤのオンオフを行うスイッチと、このスイッチと前記ＬＥＤを接続するケーブルを具備し、前記ケーブルとして同軸ケーブルを用いると共に、この同軸ケーブルに生じる寄生容量を相殺する手段を設けたことを特徴とする。      
【００１４】
請求項２においては、請求項１記載のＬＥＤ光源装置において、  前記同軸ケーブルに生じる寄生容量を相殺する手段として、同軸ケーブルのガード電位がＬＥＤのカソード電位になるように構成したことを特徴とする。      
【００１５】
請求項３においては、  ＬＥＤ光源からの光を撮像素子に照射するＬＥＤ光源装置において、前記ＬＥＤのオフ時には、前記ＬＥＤに逆電圧を印加する逆電圧印加手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４においては、請求項３に記載のＬＥＤ光源装置において、  前記ＬＥＤに印加する逆電圧はＬＥＤの逆電圧（絶対最大定格）以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、次のような効果がある。請求項１，２の発明によれば、
ＬＥＤのオンオフを行うスイッチと、このスイッチと前記ＬＥＤを接続するケーブルを具備し、前記ケーブルとして同軸ケーブルを用いると共に、この同軸ケーブルに生じる寄生容量を相殺する手段を設けたのでＬＥＤのオンオフ時における点灯および消灯の遅れを緩和することができる。
【００１８】
請求項３，４の発明によれば、ＬＥＤ光源からの光を撮像素子に照射するＬＥＤ光源装置において、前記ＬＥＤのオフ時には、前記ＬＥＤに逆電圧を印加する逆電圧印加手段を設けたのでＬＥＤのオフ時における消灯の遅れを緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１（ａ）は本発明の実施形態の一例を示す回路構成図であり、図１（ｂ）は図１ａの一点差線で囲ったＤ部の詳細図である。なお、図３に示す従来例の構成部品と同一部品には同一符号を付している。
図１(ａ，ｂ)において、１６ａは同軸ケーブルである（図３に示す従来例では価格の安い普通の単芯ケーブルを用いていた）。
【００２０】
ＯＰアンプ１２ｂの非反転入力端子は同軸ケーブルの芯線１６ｂに接続され、出力端子および反転入力端子は同軸ケーブルの外部導体１６ｅ（又はアルミ箔の内部導体１６ｄでもよく両方でも良い）に接続されている。
即ち、本発明は図３に示す従来例のＬＥＤ１０とＭＯＳＦＥＴ１１との間を接続するケーブルを同軸ケーブルに替え、同軸ケーブル１６ａのガード電位を決めるＯＰアンプ１２ｂを追加したものである。
【００２１】
上述の構成によれば、同軸ケーブル１６ａのガード電位がＯＰアンプ１２ｂの出力端子につながっているためＬＥＤ１０のカソード電位と等しくなる。その結果、同軸ケーブル１６ａの芯線とガード間の容量はキャンセルされる。
本発明者の実験によれば上述の構成とすることにより実測値でＬＥＤ１０のオンオフ時間を従来の１／３程度に短縮することができた。
【００２２】
図２はＬＥＤ１０のオンオフ時間を短縮する他の実施例を示すもので、図３に示す従来例の構成部品と同一部品には同一符号を付している。
図２において、図３に示す従来例とは一点差線で囲ったＥ部分を追加した点のみが異なっている。即ち、追加した部分のＭＯＳＦＥＴ１１ｂのドレイン端子は抵抗１７ｃを介して電源Ｖ２（たとえば１２〜１３ｖ）に接続されている。また、このドレイン端子にはダイオード３０のアノードが接続されており、ダイオード３０のカソードはケーブル１６の芯線に接続されている。
【００２３】
ＭＯＳＦＥＴ１１ｂのゲート端子は抵抗１７ｂを介して電源Ｖ３に接続されると共に、スイッチ１４ｂの一端が接続されている。このスイッチ１４ｂの他端及びＭＯＳＦＥＴ１１ｂのソース端子は接地電位とされている。
即ちこの実施例は、図３に示す従来例の構成に、逆電流防止用のダイオード３０、逆電圧印加制御用のＭＯＳＦＥＴ１１ｂ、ＭＯＳＦＥＴ１１ｂを制御するスイッチ１４ｂ、及び抵抗１７ｃ，１７ｄを追加した構成となっている。
【００２４】
上述の構成において、ＬＥＤ１０がオンの状態ではスイッチ１４ａ及び１４ｂはオフとなっている。そしてＬＥＤ１０のオフ時にスイッチ１４ａをオンするが、それと同時にスイッチ１４ｂもオンとする。その結果、ＭＯＳＦＥＴ１１ｂがオフとなりダイオード３０及びケーブル１６を介してＬＥＤ１０に逆電圧（Ｖ２−Ｖｆ）が印加され、オフ時間が短縮される。
【００２５】
なお、ＬＥＤ１０に印加される逆電圧値は
（Ｖ２−Ｖｆ）−Ｖ１≦ＬＥＤ１０の逆電圧（絶対最大定格）を満たす必要がある。
但し、Ｖｆ：ダイオード３０の順方向電圧
上式において、Ｖ１＝１０Ｖ，Ｖｆ＝０．６Ｖ，Ｖ２＝１２〜１３Ｖ
ＬＥＤ１０の逆電圧（絶対最大定格）を５Ｖとすると
Ｖ２−Ｖｆ＝（１２〜１３）−０．６＝（１１．４〜１２．４）Ｖ
となり、この電圧はＶ１とＬＥＤ１０の逆電圧（絶対最大定格）５Ｖの和１５Ｖを下回るので上式を満足する。
【００２６】
なお、Ｖ３の電圧はＭＯＳＦＥＴ１１ｂをオンする程度の電圧でよいので、例えば５Ｖ程度の電圧とすればよい。
本発明者の実験によれば上述の構成とすることにより実測値でＬＥＤ１０のオフ時間を従来の１／１０程度に短縮することができた。
【００２７】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば、スイッチ１４はアナログスイッチとして図示しているが、例えば、フォトＭＯＳリレーを用いてもよい。また、ＭＯＳＦＥＴは同様の機能を持つ他の半導体素子を用いてもよい。従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す回路構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態の一例を示す回路構成図である。
【図３】従来のＬＥＤ光源の一例を示す回路構成図である
【符号の説明】
【００２９】
１  制御装置
１０  ＬＥＤ
１１  ＭＯＳＦＥＴ
１２  ＯＰアンプ
１３  Ｄ／Ａコンバータ
１４  スイッチ
１５  レンジ設定スイッチ
１６  ケーブル
１７  抵抗
３０  ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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